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1、江阴职业技术学院毕业设计说明书课 题： 双面铣削组合机床控制系统设计 子课题: 同课题学生姓名: 专 业 机电一体化技术 学生姓名 王 兵 班 组 09机电（2） 学 号 09020519 指导教师 郭 红 完成日期 2011-12-15 目 录摘 要ABSTRACT第一章 绪论11.1 本课题的研究背景及意义11.2 本课题国内外研究概况11.3本课题研究目标、基本内容及特色2第二章 双面铣削组合机床的介绍32.1组合机床的特点32.2 双面铣削组合机床的结构组成32.3双面铣削组合机床控制过程4第三章 双面铣削组合机床液压系统设计53.1 液压传动简述53.2左右液压动力滑台液压系统具体工
2、作63.3工件工作台的液压系统具体工作63.4液压系统原理图7第四章 双面铣削组合机床继电器-接触器控制电路设计84.1 电气控制简述84.2 电气控制的设计及要求 9 4.3 电气控制的结构及保护104.4继电器-接触器控制电路设计与分析10第五章 双面铣削组合机床PLC电路设计145.1 PLC的简介1415.2 PLC的硬件设计. 145.2.1 PLC的选型145.2.2 I/O分配表 155.2.3 PLC的外部硬件接线图165.3 PLC的软件设计175.3.1双面铣削组合机床的流程图175.3.2 双面铣削组合机床梯形图185.4 PLC控制程序设计与说明185.4.1 液压泵电
3、动机控制185.4.2 左、右动力头电动机控制185.4.3左、右机滑台自动循环进给195.4.4 左、右机滑台的调整21结 束 语23参考文献24致 谢25附 录26附录1 电气控制原理图(a)26附录2 电气控制原理图(b)27附录3 PLC电气控制原理图28附录4 PLC控制梯形图29双面铣削组合机床控制系统设计摘 要组合机床是根据特定工件规定的加工工艺要求而设计制造的一种高效自动化专用加工设备。常采用多刀（多轴）、多面、多工艺同时对工件进行钻、扩、镗、铣等加工，并且具有自动化循环的功能，在机械制造业的成批和大量生产中得到了广泛的应用。双面铣削组合机床是在工件两相对表面上进行铣削的一种高
4、效自动化专用加工设备，可用于对铸件、钢件及有色金属件的大平面铣削，一般用于柴油机、拖拉机等行业箱体类零件加工。可以把机械加工设备的功能、效率、柔性提高到一个新的水平，有利于提高产品的加工质量、生产效率，降低设备故障率，其经济效率显著。本文介绍了继电器-接触器及三菱FX1N系列PLC在铣削组合机床控制系统中的运用，简述了PLC控制的过程，分析了控制的内容以及要求从而设计出液压及电气控制电路，采用梯形图编程方式，用顺序控制的设计思路编写了控制程序，实现了机床的自动循环加工，大大提高了其自动化程度和工作效率。关键词：组合机床 铣削 控制 PLC IDouble-sided milling combi
5、nation machine tools control system ABSTRACTCombination machine tools is according to the provisions specified the processing technology of the requirements and the design and manufacture of a kind of high automation special processing equipment. Often the dao (axis), the process was carried out at
6、the same time, more drilling, milling, boring, expanding processing components, and has the function of automatic cycle, in machinery manufacturing batch and mass production in a wide range of applications. Double-sided milling combination machine tools is on the two relative surface milling on a hi
7、gh automation special processing equipment, which can be used on castings, steel parts and non-ferrous metal pieces of large plane milling, general for diesel engine, tractors, etc of body parts processing. Can the function of the mechanical processing equipment, efficiency, flexible increased to a
8、new level, and to improve the process of products quality, production efficiency, reducing equipment failure, its economic efficiency significantly.In this paper, the FX1N mitsubishi series PLC in milling machine control system used in combination, and expounds the PLC control process, analyzes the
9、contents and requirements of control thus designed hydraulic and electric control circuit, the ladder-diagram programming way, with sequence control and the design idea of writing control program, the machine to realize the automatic cycle processing, greatly improve the degree of automation and wor
10、k efficiency.Keywords: combination；machine；tools milling；control；PLCIV 江阴职业技术学院毕业设计说明书第一章 绪论1.1 本课题的研究背景及意义随着生产的发展，产品精度的提高，机床加工的自动化程度也越来越高。数控机床，加工中心已构成现代加工方法之代表。但是我国的实际情况，对现有机床进行全部更新换代，几乎是不可能的。为提高机床的生产率，改善工人的劳动条件，提高一般机床切削加工的自动化程度，提高控制系统的可靠性，因此研究组合机床的设计具有十分重要的理论意义和现实意义。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术
11、和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、浇孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青眯，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。1.2 本
12、课题国内外研究概况由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造
13、商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加- 1 - 江阴职业技术学院毕业设计说明书工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速1000020000r/min，最高进给速度可达2060m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术
14、在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方。1.3本课题研究目标、基本内容及特色（1）研究的目标：设计基于PLC的双面铣削组合机床控制系统，用于对铸件、钢件及有色金属件的大平面铣削。从而把机械加工设备的功能、效率、柔性提高到一个新的水平。（2）基本内容：根据各设备控制要求，进行
15、系统总体控制方案设计。铣削机床液压系统设计，继电器-接触器控制设计。PLC的电路设计：包括系统硬件配置图、I/O分配表。PLC控制程序设计与说明：控制梯形图、液压泵电动机控制、左右动力头电动机控制、左右机滑台自动循环进给。（3）特色和创新之处：若采用可编程控制器(PLC)来构成其电气控制系统，则电气系统具有体积小、维修量少、工作可靠、操作简单并能适应控制要求等优点。- 21 - 第二章 双面铣削组合机床的介绍2.1 组合机床的特点组合机床是根据特定工件规定的加工工艺要求而设计制造的一种高效自动化专用加工设备。常采用多刀（多轴）、多面、多工位同时进行钻、扩、铰、镗、铣等加工工件，并且具有自动化循环的功能，
